摘要 本文探讨了码垛机械手的设计与电气控制，特别是其在现代物流系统中的应用。我们提出了一个成套的基本方案，并优化了垛层排列方法。此外，本文详细介绍了机械手的控制方法，通过作图法解决了垂直升降运动轨迹的问题，从而提高了机械手的灵活性和抓取能力。

关键词 机器人码垛技术 物流自动化 立体仓储

随着中国经济的快速发展和科技进步，现代物流业已经成为推动经济增长和工业化过程中不可或缺的一部分。自动立体仓库作为现代物流体系中的重要组成部分，是一种高效率、高密度存储货物的系统，它利用无人干预来完成存储和取货任务。码垛机是实现自动立体仓库功能最关键设备之一，它能够将单独的包装箱子堆叠起来，便于运输，从而显著提高生产效率。

机械手码垛机因其小巧、高效、适应性的特点，在饮料等行业尤为常见。在啤酒生产线上，可满足每小时4万瓶包装需求。

代码垛机械手结构与特点

1.1 代码垛机械手主要由四个部分构成：机座、水平位移机构、垂直位移机构以及抓头机构。

机座固定机械手，与地面连接，为稳定工作提供基础。

水平位移机构由伺服电机M1驱动，可以克服机械惯性，以确保平稳快速运行。

垂直位移机构包括平衡缓冲器、伺服电机M2驱动的手臂一、二及四连杆机构，以实现柔软且精准的上下移动。

抓头机构由伺服电机会调节旋转角度，将商品安全放置至指定位置。

1.2 技术指标：

抓举重量：300公斤

抓举次数：700次/小时

运动轴数：4轴

水平位移角度：360°

抓头调整角度：540°

上下移动距离：1800毫米

代码垛控制策略

2.1 控制方案概述：

主要组件包括G1（PLC）、G2（人工界面）、伺服电机会A（驱动器）以及检测执行元件。

PLC通过CAN总线协议对伺服驱动器进行同步操作，确保各部件协同工作。

2.2 实际应用方案：

- 托盘从输送链道进入中央区域B，然后箱子按规则放置到中心区域A；O点为机械的手臂中心；Mechanical hand rotates α angle, moves from A to B, stacking the boxes on the designated layers (usually 5 or 6).

垂直升降控制策略：

3.1 作图法求解运动轨迹：

分步运行以增加稳定性和协调性；

使用作图法确定M2&M3运动参数；

图示展示Mechanical arm's vertical descent and mechanical arms' angular movements.

3.2 修正伺服电机会M23&M33运动轨迹修正：

M23速度设为V，则M33速度设为K26&69*V;

M33主要负责调整抓头高度，而不是主导提升减少过载问题。